绪论
焊接结构:将各种经过轧制的金属材料及铸、锻件等坯料采用焊接方法制成的能承受一定载荷的金属结构。
第一章焊接结构中的应力与变形
1. 内力：存在于物体内部的、受外力作用或其他因素引起物体内部之间相互作用的力 应力：物体单位截面积上的内力叫做。
2.变形:物体在外力或温度等因素的作用下，其形状和尺寸发生变化 。
3. 自由变形：当金属物体温度发生变化，或发生了相变，其尺寸和形状就要发生变化，如果这种变化没有受到外界的阻碍而自由的进行我们称之为自由变形。
4. 外观变形：当金属在温度变化过程中受到阻碍，不能完全的自由变形，把能表现出来的这部分变形，称为外观变形。（是指能用肉眼看到的或能用仪器直接测量的变形。）
5. 内部变形：把未表现出来的那部分变形，称为内部变形；表示金属内部原子间的相对位移，这种变形产生了内应力并直接决定杆件的强度。
6.焊接应力：是焊接过程中及焊接过程结束后，存在于焊接结构中的内部相互平衡的应力。 7.焊接变形：由焊接而引起的焊件尺寸的改变称为焊接变形。 8.焊接结构产生应力和变形的原因
a局部加热，构件上温度分布极不均匀。b接头形式不同，焊接熔池内的金属散热条件不一。c部分金属会发生相变。d受焊前加工工艺的影响。 9.研究金属材料焊接应力与变形的假设
(1)焊接温度场(2)有关力学性能和物理性能的假定 1.平截面假定 2.金属性能的假定 3.金属屈服点的假定 4.应力应变关系的假定 10、杆件均匀加热-变形及应力
结论：a如果在加热过程中，在杆内不产生压缩塑性变形，则在冷却后，杆内无任何残余现象（残余应力、残余变形）存在；
b如果在加热过程中，在杆件内产生了塑性变形，则在冷却后，杆件内将发生残 余缩短，其缩短量等于加热过程中产生的最大压缩塑性变形值；
结论：a对于伸缩都受到拘束的杆件，如果在加热过程中产生了压缩塑性变形，则在冷却后，在杆件内将会产生拉伸残余应力；
b如果加热过程中产生的最大压缩塑性变形值足够大时，则杆内的残余应力可达到金属的屈服极限，并可能产生拉伸塑性变形；
总之，加热过程中产生的压缩塑性变形是产生残余变形和残余应力的主要原因； 杆件均匀加热-结论
1、受拘束的杆件在均匀受热过程中，若产生压缩塑性变形时，则该压缩塑性变形将始终保留在冷却过程中，待杆件完全冷却后，必定在杆内引起残余应力和变形。
2、如果在冷却过程中杆件能自由收缩，待杆件冷却后，杆件必将发生收缩变形，其缩短值恰等于加热时产生的最大压缩塑性变形值。然而杆件内无残余应力。
3、如果在冷却过程中杆件被固定，待冷却后，杆件内必存有较大的残余拉伸应力。 焊接残余应力：当焊接过程全部结束，焊件完全冷却后残余在焊件中的内应力 纵向残余应力：应力作用方向与焊缝平行的残余应力。
纵向残余应力分布的影响因素a构件几何尺寸b焊缝长度的影响c金属相变
焊缝及近缝区中的纵向残余应力是拉应力，近邻此区域的纵向残余应力为压应力，远处则又是拉应力区。 4.横向残余应力与焊缝中心线垂直的残余应力。
在对接接头中，沿焊缝中心线的横向残余应力由两个因素引起：
1)由焊缝及其近缝区的塑性变形区的纵向收缩引起的，用σ’y表示，
2)由焊缝及其近区的塑性变形区的横向收缩的不同时性引起的，用σ’’y表示， 因此，σy=σ’y+ σ’’y。 σ’y
5.预防和消除焊接残余应力的措施 调整和减小焊接残余应力的方法 设计原则
a尽量减小焊缝截面尺寸，在保证强度的前提下尽量减少填充金属的数量
b将焊缝尽量布置在最大工作应力区之外，防止残余应力与外力产生叠加，影响 结构的承载能力。
c尽量防止焊缝密集、交叉。
d采用局部降低焊缝附近刚度的方法，使焊缝能比较自由地收缩。 e采用合理的接头形式 工艺措施
a设计合理的装配焊接顺序b用局部加热法减小应力c锤击d反变形法 接头应遵循的原则
a在焊缝的连接板端部应当有较缓的过渡
b加强肋等端部的锐角应切去
c焊缝应布置在工作时最有效的地方，用最少的焊接量得到最佳的效果
d焊接的位置应便于焊接及检验
e焊缝不应过分密集
σ’’y
f避免焊缝交叉
g焊缝布置尽可能对称并靠近中性轴
h受弯曲作用的焊缝未焊侧。不要位于受拉应力处
l避免将焊缝布置在应力集中处，对动载结构尤应注意
m避免焊缝布置在应力最大处
5.焊后消除焊接残余应力的方法
常采用的方法包括a整体热处理b局部热处理c振动法d爆炸法e碾压法f过载法g温差拉伸法 6.焊接残余应力的测定
按其对结构的是否破坏来分a全破坏法b半破坏法c无损法 按测试原理分a应力释放法bX射线法
7．应力释放法原理：利用构件在机加工后应力部分释放，会产生变形来重新分布应力达到平衡，利用应力应变关系来求出应力。
常用方式：切条法、车削法、刨削法、套孔法、小孔法
切条法：将待测焊件划分几个区域，在各区待测点上贴应变片或加工机械引申计旳标距孔，然后测原始读数，在切断，然后在读数，根据
??E?X可以算出应力。 X?车削法：此法多用于测圆柱零件堆焊后的残余应力分布。
小孔法：是应力破坏性最小的一种，原理是：在应力场中钻一个小孔，应力平衡受到破坏，钻孔周围的应力重新调整，测得孔附近的应变片的变化，可用弹性力学推算小孔处的应力。
套孔法：采用套料钻或管形电火花加工环形孔来释放应力，在孔内预先贴上应变片，可以算出表面残余应力，切削深度[0.6~0.8]D，破坏性不大。